JP2672191B2 - 1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン及び2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの製造方法 - Google Patents
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン及び2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンの製造方法Info
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- JP2672191B2 JP2672191B2 JP3038920A JP3892091A JP2672191B2 JP 2672191 B2 JP2672191 B2 JP 2672191B2 JP 3038920 A JP3038920 A JP 3038920A JP 3892091 A JP3892091 A JP 3892091A JP 2672191 B2 JP2672191 B2 JP 2672191B2
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/093—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
- C07C17/20—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
- C07C17/21—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms with simultaneous increase of the number of halogen atoms
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- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/23—Preparation of halogenated hydrocarbons by dehalogenation
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- Catalysts (AREA)
Description
【0001】首題に挙げたヘキサフルオロプロパン類
は、従来は、取得することが困難であり且つ/又は低収
率で取得できるのみの出発物質を用いる、費用のかかる
方法によって取得しうるにすぎなかった。すなわち、ジ
ャーナルオブオルガニックケミストリー、28、112
(1963)は、1,1,1,3,3,3−ヘキサフル
オロプロパンが、ヘキサフルオロプロパン及びペンタク
ロロプロペンから、極性溶剤の存在におけるふっ化カリ
ウムとの反応により、約20%の収率で取得しうるにす
ぎないことを記している。
は、従来は、取得することが困難であり且つ/又は低収
率で取得できるのみの出発物質を用いる、費用のかかる
方法によって取得しうるにすぎなかった。すなわち、ジ
ャーナルオブオルガニックケミストリー、28、112
(1963)は、1,1,1,3,3,3−ヘキサフル
オロプロパンが、ヘキサフルオロプロパン及びペンタク
ロロプロペンから、極性溶剤の存在におけるふっ化カリ
ウムとの反応により、約20%の収率で取得しうるにす
ぎないことを記している。
【0002】ジャーナルオブオルガニックケミストリ
ー、54、1432(1989)は、1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールから出発
し、先ずそれを相当するノナフルオロスルホン酸エステ
ル(すなわち、ノナフルオロブタンスルホン酸エステ
ル)に転化させ、次いでクラウンエーテルの存在におい
て塩化リチウムを用いて2−位においてその中に塩素原
子を導入することによる2−クロロ−1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロプロパンの製造方法を記してい
る。
ー、54、1432(1989)は、1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノールから出発
し、先ずそれを相当するノナフルオロスルホン酸エステ
ル(すなわち、ノナフルオロブタンスルホン酸エステ
ル)に転化させ、次いでクラウンエーテルの存在におい
て塩化リチウムを用いて2−位においてその中に塩素原
子を導入することによる2−クロロ−1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロプロパンの製造方法を記してい
る。
【0003】1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ
プロパンと2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキ
サフルオロプロパンは、前者の化合物は大気のオゾン層
を危うくしない推進剤として(ビルトデルヴィッセンシ
ャフテン、2、49(1988)参照)、また後者の化
合物は熱交換液体として(ヨーロッパ特許第72,30
8号参照)工業的な興味を増大しつつある。それ故、こ
れらの物質の工業的に有利な製造方法に対する要望が存
在する。
プロパンと2−クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキ
サフルオロプロパンは、前者の化合物は大気のオゾン層
を危うくしない推進剤として(ビルトデルヴィッセンシ
ャフテン、2、49(1988)参照)、また後者の化
合物は熱交換液体として(ヨーロッパ特許第72,30
8号参照)工業的な興味を増大しつつある。それ故、こ
れらの物質の工業的に有利な製造方法に対する要望が存
在する。
【0004】ここに、ヘキサクロロプロペンを触媒の存
在において気相でふっ化水素と反応させることを特徴と
する式(I)
在において気相でふっ化水素と反応させることを特徴と
する式(I)
【0005】
【化2】 CF3―CHX―CF3 (I) 式中でXは水素又は塩素を表わす、のヘキサフルオロプ
ロパン類の製造方法が見出された。
ロパン類の製造方法が見出された。
【0006】出発物質ヘキサクロロプロペンは、単純な
基礎化学品(たとえばクロロホルム及びテトラクロロエ
タン)から取得することができるから、安価に入手する
ことができる。
基礎化学品(たとえばクロロホルム及びテトラクロロエ
タン)から取得することができるから、安価に入手する
ことができる。
【0007】ふっ化水素の適当な形態は商業的に入手す
ることができるふっ化水素である。これはそのままで用
いることもできるし、また、たとえば窒素と混合した、
希釈した形態で使用することもできる。
ることができるふっ化水素である。これはそのままで用
いることもできるし、また、たとえば窒素と混合した、
希釈した形態で使用することもできる。
【0008】本発明においては、両反応成分を気相で反
応させる。適当な反応温度は、たとえば、250〜60
0℃の範囲である。反応は300〜550℃、特に35
0〜500℃の範囲で行なうことが好ましい。
応させる。適当な反応温度は、たとえば、250〜60
0℃の範囲である。反応は300〜550℃、特に35
0〜500℃の範囲で行なうことが好ましい。
【0009】本発明の方法は、いずれの場合も、選択し
た圧力において反応成分が気相に保たれている限りは、
反応域中の任意の所望の圧力で行なうことができる。使
用する圧力は1〜3バール、特に使用する装置の流動抵
抗に相当する加圧が好ましい。
た圧力において反応成分が気相に保たれている限りは、
反応域中の任意の所望の圧力で行なうことができる。使
用する圧力は1〜3バール、特に使用する装置の流動抵
抗に相当する加圧が好ましい。
【0010】使用するヘキサクロロプロペンとふっ化水
素の相対量は広い範囲内で変えることができる。ふっ化
水素を過剰に使用すること、たとえばヘキサクロロプロ
ペンの1モル当りに5〜100モルのふっ化水素を使用
することが有利である。1モルのヘキサクロロプロペン
当りに10〜50モルのふっ化水素を用いることが特に
好ましい。
素の相対量は広い範囲内で変えることができる。ふっ化
水素を過剰に使用すること、たとえばヘキサクロロプロ
ペンの1モル当りに5〜100モルのふっ化水素を使用
することが有利である。1モルのヘキサクロロプロペン
当りに10〜50モルのふっ化水素を用いることが特に
好ましい。
【0011】本発明の方法に対する適当な触媒の例は金
属及び遷移金属のハロゲン化物又は酸化物である。特
に、混合してあってもよい、銅、クロム、鉄、ビスマ
ス、亜鉛、ランタン、セリウム、ジルコニウム、バナジ
ウム、モリブデン、タングステン及び/又は白金のふっ
化物及び/又は酸化物が適当である。単独での及び/又
は上記の金属塩化物、ふっ化物及び/又は酸化物との混
合物としての、クロム(III)塩が好適である。触媒
は、たとえばペレット状としてそのまま用いることがで
きるが、担体上にたとえばアルミナ、酸化マグネシウ
ム、ふっ化マグネシウム、ふっ化カルシウム、塩化亜鉛
及び/又は活性炭上に堆積させることもできる。
属及び遷移金属のハロゲン化物又は酸化物である。特
に、混合してあってもよい、銅、クロム、鉄、ビスマ
ス、亜鉛、ランタン、セリウム、ジルコニウム、バナジ
ウム、モリブデン、タングステン及び/又は白金のふっ
化物及び/又は酸化物が適当である。単独での及び/又
は上記の金属塩化物、ふっ化物及び/又は酸化物との混
合物としての、クロム(III)塩が好適である。触媒
は、たとえばペレット状としてそのまま用いることがで
きるが、担体上にたとえばアルミナ、酸化マグネシウ
ム、ふっ化マグネシウム、ふっ化カルシウム、塩化亜鉛
及び/又は活性炭上に堆積させることもできる。
【0012】上記の担体材料の一つ上のクロム(II
I)塩、特にふっ化クロム(III)、塩化クロム(I
II)及び酸化クロム(III)が特に好適である。
I)塩、特にふっ化クロム(III)、塩化クロム(I
II)及び酸化クロム(III)が特に好適である。
【0013】反応混合物の流速と触媒量は、たとえば、
50〜1000g/l・時間、好ましくは150〜50
0g/l・時間の触媒仕込みを得るように選ぶことがで
きる。
50〜1000g/l・時間、好ましくは150〜50
0g/l・時間の触媒仕込みを得るように選ぶことがで
きる。
【0014】反応装置及び二次的な装置に対して適する
材料は、高温においてもふっ化水素と塩化水素の攻撃に
耐える材料、たとえば、ニッケル、クロム及び/又はモ
リブデン鋼、及び純ニッケルである。
材料は、高温においてもふっ化水素と塩化水素の攻撃に
耐える材料、たとえば、ニッケル、クロム及び/又はモ
リブデン鋼、及び純ニッケルである。
【0015】本発明の反応は、たとえば、出発物質を、
混合して又は別個に、反応温度まで加熱し、次いでそれ
らを反応区域(たとえば触媒を含有する加熱できる管)
中に通じ、必要に応じて、反応区域を出る気体混合物を
洗浄し、それを冷却することによって少なくとも有機成
分を凝縮させ、さらに必要に応じ、さらに蒸留によって
それを分離し且つ精製することによって、行なうことが
できる。
混合して又は別個に、反応温度まで加熱し、次いでそれ
らを反応区域(たとえば触媒を含有する加熱できる管)
中に通じ、必要に応じて、反応区域を出る気体混合物を
洗浄し、それを冷却することによって少なくとも有機成
分を凝縮させ、さらに必要に応じ、さらに蒸留によって
それを分離し且つ精製することによって、行なうことが
できる。
【0016】本発明による方法の遂行後に、一般に、ふ
っ素−及び/又は塩素−含有プロパン及びプロペンの混
合物を取得する。プロペンは本発明の反応に再循環させ
ることができる。
っ素−及び/又は塩素−含有プロパン及びプロペンの混
合物を取得する。プロペンは本発明の反応に再循環させ
ることができる。
【0017】反応区域を出る混合物の組成は反応温度に
よって影響を受ける。反応を比較的高い温度、たとえば
435〜525℃、特に450〜500℃で行なうこと
によって特に高い割合の1,1,1,3,3,3−ヘキ
サフルオロプロパン(式(I)、X=水素)が得られ
る。
よって影響を受ける。反応を比較的高い温度、たとえば
435〜525℃、特に450〜500℃で行なうこと
によって特に高い割合の1,1,1,3,3,3−ヘキ
サフルオロプロパン(式(I)、X=水素)が得られ
る。
【0018】反応を比較的低い温度、たとえば、325
〜415℃、特に350〜400℃において行なうこと
によって、特に高い割合の2−クロロ−1,1,1,
3,3,3−ヘキサフルオロプロパンが生成する。
〜415℃、特に350〜400℃において行なうこと
によって、特に高い割合の2−クロロ−1,1,1,
3,3,3−ヘキサフルオロプロパンが生成する。
【0019】本発明による方法は、簡単な費用のかから
ない方法で式(I)のヘキサフルオロプロパン類の製造
を可能とする。反応混合物中に存在するハロゲン化プロ
ペンを再循環させる場合には、一般に式(I)のヘキサ
フルオロプロパンを、使用するヘキサクロロプロペンに
対して、80%よりも高い収率で取得することができ
る。必要に応じて、CF3−CCl2−CF3及び/又は
CF3−CHCl−CF3を反応混合物から分離して、別
個に又は1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロ
パンとの混合物として接触的に水素化して、1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを与えること
ができる。
ない方法で式(I)のヘキサフルオロプロパン類の製造
を可能とする。反応混合物中に存在するハロゲン化プロ
ペンを再循環させる場合には、一般に式(I)のヘキサ
フルオロプロパンを、使用するヘキサクロロプロペンに
対して、80%よりも高い収率で取得することができ
る。必要に応じて、CF3−CCl2−CF3及び/又は
CF3−CHCl−CF3を反応混合物から分離して、別
個に又は1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロ
パンとの混合物として接触的に水素化して、1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパンを与えること
ができる。
【0020】この接触的水素化は、公知の方法で、たと
えば、水素とCF3−CCl2−CF3及び/又はCF3−
CHCl−CF3の混合物を水素化触媒の固定床上に通
じることによって行なうことができる。水素化できる化
合物の水素に対するモル比は、たとえば、1:3乃至
1:50とすることができるが、1:4乃至1:20の
比が好ましい。
えば、水素とCF3−CCl2−CF3及び/又はCF3−
CHCl−CF3の混合物を水素化触媒の固定床上に通
じることによって行なうことができる。水素化できる化
合物の水素に対するモル比は、たとえば、1:3乃至
1:50とすることができるが、1:4乃至1:20の
比が好ましい。
【0021】水素化は、たとえば、常圧で又は加圧下
に、たとえば常圧から20バールに至る範囲で、行なう
ことができる。常圧で行なうことが好ましい。
に、たとえば常圧から20バールに至る範囲で、行なう
ことができる。常圧で行なうことが好ましい。
【0022】適当な水素化触媒は特に担体材料上に遷移
金属を含有するものである。遷移金属の中で、パラジウ
ムと白金、特にパラジウム、が好適である。担体材料の
例は活性炭、アルミナ、シリカ、硫酸バリウム、スピネ
ル、けい酸塩及び二酸化チタンである。活性炭とリチウ
ム/アルミニウムスピネルが好適である。触媒は、たと
えば、1lの担体材料当りに0.5〜30gの遷移金属
である。2〜20g/lの範囲の含量が好適である。
金属を含有するものである。遷移金属の中で、パラジウ
ムと白金、特にパラジウム、が好適である。担体材料の
例は活性炭、アルミナ、シリカ、硫酸バリウム、スピネ
ル、けい酸塩及び二酸化チタンである。活性炭とリチウ
ム/アルミニウムスピネルが好適である。触媒は、たと
えば、1lの担体材料当りに0.5〜30gの遷移金属
である。2〜20g/lの範囲の含量が好適である。
【0023】水素化混合物の流速と触媒の量は、たとえ
ば、10〜1000g/l・時間、好ましくは50〜5
00g/l・時間の触媒仕込みを与えるように選ぶこと
ができる。反応温度は一般に20℃以上、好ましくは1
00〜250℃の範囲とする。
ば、10〜1000g/l・時間、好ましくは50〜5
00g/l・時間の触媒仕込みを与えるように選ぶこと
ができる。反応温度は一般に20℃以上、好ましくは1
00〜250℃の範囲とする。
【0024】水素化において生成する混合物は、たとえ
ば、それを水又は希薄塩基によって洗浄して生成する塩
化水素を除き、次いで必要に応じ乾燥後に、気体生成物
を凝縮させることによって、仕上げ処理することができ
る。
ば、それを水又は希薄塩基によって洗浄して生成する塩
化水素を除き、次いで必要に応じ乾燥後に、気体生成物
を凝縮させることによって、仕上げ処理することができ
る。
【0025】
【実施例】実施例1〜4 1時間当り40gのヘキサクロロプロペン、80gの
ふっ化水素及び1lの窒素を、実施例8に従って調製し
た750mlの触媒を含有するニッケル管中に、それぞ
れの場合に記載の温度において、通じた。反応区域を出
る気体混合物を水で洗浄し、乾燥したのち、凝縮性の部
分を−78℃で凝縮させた。
ふっ化水素及び1lの窒素を、実施例8に従って調製し
た750mlの触媒を含有するニッケル管中に、それぞ
れの場合に記載の温度において、通じた。反応区域を出
る気体混合物を水で洗浄し、乾燥したのち、凝縮性の部
分を−78℃で凝縮させた。
【0026】凝縮物中の有機成分の含量をガスクロマト
グラフィーと核磁気共鳴スペクトスコピーによって定量
した。下記の結果を得た:
グラフィーと核磁気共鳴スペクトスコピーによって定量
した。下記の結果を得た:
【0027】
【表1】
【0028】必要に応じ、個々の成分を蒸留によって容
易に分離することができる。
易に分離することができる。
【0029】実施例5〜7 直立型電熱管状石英反応器(長さ310mm、直径3
6mm)中に、球状リチウム/アルミニウムスピネル
(球径3〜5mm)1l当りに18gのパラジウムを含
有する、200mlの担持触媒を仕込んだ。
6mm)中に、球状リチウム/アルミニウムスピネル
(球径3〜5mm)1l当りに18gのパラジウムを含
有する、200mlの担持触媒を仕込んだ。
【0030】1時間当り20〜25mlの水素を通じな
がら触媒を250℃で6時間コンジショニングした。そ
の後に、それぞれの場合に以下に記す水素化を行なっ
た。石英管を出る気体を−78℃で凝縮させ、19F−N
MRスペクトルによって分析した。
がら触媒を250℃で6時間コンジショニングした。そ
の後に、それぞれの場合に以下に記す水素化を行なっ
た。石英管を出る気体を−78℃で凝縮させ、19F−N
MRスペクトルによって分析した。
【0031】実施例5 使用した量:0.16モル/時間のCF3−CHCl−
CF3及び2.5モル/時間の水素。
CF3及び2.5モル/時間の水素。
【0032】反応条件:200℃、常圧。
【0033】触媒仕込み:150g/l・時間。
【0034】CF3−CH2−CF3を95%の転化率と
94%の選択率で取得した。
94%の選択率で取得した。
【0035】実施例6 使用した量:0.2モル/時間のCF3−CHCl−C
F3及び0.8モル/時間の水素。
F3及び0.8モル/時間の水素。
【0036】反応条件:200℃、常圧。
【0037】触媒仕込み:180g/l・時間。
【0038】CF3−CH2−CF3を92%の転化率と
85%の選択率で取得した。
85%の選択率で取得した。
【0039】実施例 7 使用した量:0.21モル/時間のCF3−CHCl−
CF3及び1.1モル/時間の水素。
CF3及び1.1モル/時間の水素。
【0040】反応条件:200℃、常圧。
【0041】触媒仕込み:200g/l・時間。
【0042】CF3−CH2−CF3を89%の転化率と
87%の選択率で取得した。
87%の選択率で取得した。
【0043】実施例 8 300gのCrCl3・6H2Oと30gのMgF2を
10lの水中で90℃に加熱した。1時間後に、130
0gの濃度11%のアンモニア水溶液を計り入れた。次
いで混合物を1時間撹拌し、放冷し、沈殿した固体をヌ
ッチェ濾過器を用いて濾別した。固体を水で2回洗浄
し、乾燥し、粉末状としたのち重量で2%の黒鉛と均一
に混合した。この混合物を圧縮して直径4mmの錠剤と
した。
10lの水中で90℃に加熱した。1時間後に、130
0gの濃度11%のアンモニア水溶液を計り入れた。次
いで混合物を1時間撹拌し、放冷し、沈殿した固体をヌ
ッチェ濾過器を用いて濾別した。固体を水で2回洗浄
し、乾燥し、粉末状としたのち重量で2%の黒鉛と均一
に混合した。この混合物を圧縮して直径4mmの錠剤と
した。
【0044】本発明の主な特徴および態様を記すと次の
とおりである。
とおりである。
【0045】 1.ヘキサフルオロプロパンを触媒の存在において気相
でふっ化水素と反応させることを特徴とする式(I)
でふっ化水素と反応させることを特徴とする式(I)
【0046】
【化3】 CF3―CHX―CF3 (I) 式中でXは水素又は塩素を表わす、のヘキサフルオロプ
ロパン類の製造方法。
ロパン類の製造方法。
【0047】 2.反応を250〜600℃で行なうことを特徴とする
上記第1項記載の方法。
上記第1項記載の方法。
【0048】 3.1モルのヘキサクロロプロピレン当りに5〜100
mlのふっ化水素を用いることを特徴とする上記第1お
よび2項記載の方法。
mlのふっ化水素を用いることを特徴とする上記第1お
よび2項記載の方法。
【0049】 4.金属及び/又は遷移金属のハロゲン化物及び/又は
酸化物を触媒として使用することを特徴とする上記第1
〜3項記載の方法。
酸化物を触媒として使用することを特徴とする上記第1
〜3項記載の方法。
【0050】 5.クロム(III)塩を含有する触媒を使用すること
を特徴とする上記第1〜4項記載の方法。
を特徴とする上記第1〜4項記載の方法。
【0051】 6.435〜525℃で反応を行なうことによって1,
1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロペンを製造す
ることを特徴とする上記第1〜5項記載の方法。
1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロペンを製造す
ることを特徴とする上記第1〜5項記載の方法。
【0052】 7.325〜415℃で反応を行なうことによって2−
クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロ
ペンを製造することを特徴とする上記第1〜5項記載の
方法。
クロロ−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロ
ペンを製造することを特徴とする上記第1〜5項記載の
方法。
【0053】 8.反応混合物から分離したCF3−CCl2−CF3及
び/又はCF3−CHCl−CF3を接触的に水素化して
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロペンとす
ることを特徴とする上記第1〜7項記載の方法。
び/又はCF3−CHCl−CF3を接触的に水素化して
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロペンとす
ることを特徴とする上記第1〜7項記載の方法。
【0054】 9.担体材料上の遷移金属を水素化触媒として使用する
ことを特徴とする上記第8項記載の方法。
ことを特徴とする上記第8項記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B01J 27/132 B01J 27/132 27/135 27/135 C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (72)発明者 アルブレヒト・マルホルト ドイツ連邦共和国デー5090レーフエルク ーゼン1・カルル−ドウイスベルク−シ ユトラーセ329 (72)発明者 ハンス−ヘルムート・シユバルツ ドイツ連邦共和国デー4150クレーフエル ト・ラターシユトラーセ90
Claims (1)
- 【請求項1】 ヘキサクロロプロパンを触媒の存在にお
いて気相でふっ化水素と反応させることを特徴とする式
(I) 【化1】 CF3―CHX―CF3 (I) 式中でXは水素又は塩素を表わす、のヘキサフルオロプ
ロパン類の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4004495.5 | 1990-02-14 | ||
DE4004495A DE4004495A1 (de) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | Verfahren zur herstellung von 1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan und 2-chlor-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04211027A JPH04211027A (ja) | 1992-08-03 |
JP2672191B2 true JP2672191B2 (ja) | 1997-11-05 |
Family
ID=6400099
Family Applications (1)
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